Mi a baj az erőltetett úszás teszttel?

Az erőltetett úszás teszt már régóta fontos eszköze a depresszióval kapcsolatos állatkísérletes kutatásoknak. Tagadhatatlan, hogy a teszt számos fontos eredményhez segítette hozzá a területet, viszont már a kezdetekben is felmerültek problémák vele. Az utóbbi időben egyre több kutató veti el a használatát, ráadásul idén több állatvédő szervezet is határozottan fellépett ellene, ezért aktuális áttekinteni a teszttel kapcsolatos eredményeket és aggályokat.

tester
Erőltetett úszás teszt a gyakorlatban (Forrás: Philippe Psaila/Science Photo Library).

A teszt felemelkedése

A teszt létrehozása egy másik, klasszikusnak számító viselkedéses vizsgálati módszerhez, a Morris-féle vízi labirintus teszthez köthető. Ezzel főleg patkányok téri tanulását és emlékezetét vizsgálják a kutatók. A lényege, hogy egy átlatszatlan folyadékot tartalmazó medencébe helyezik az állatokat, melynek egy pontján van egy rejtett felszín, amin meg tudnak pihenni. Az állatok körbeússzák a medencét és ha megtalálják a platformot, akkor jellemzően kimásznak rá, a próbák során megjegyzik a platform helyét és egy idő után a legrövidebb úton úsznak oda. Porsolt, Bertin és Jalfre a hetvenes években végeztek kutatásokat ezzel a teszttel. A kísérleti állataik nagy része 10 percen belül megtalálta a víz alatti platformot az első próbán, azonban néhány patkány nem járt sikerrel és ezek többnyire abba is hagyták a keresést, mozdulatlanná váltak, feladták a „küzdelmet”.

A megfigyelés beindította a kutatók fantáziáját, úgy gondolták, hogy az állatok viselkedése a depresszióra jellemző kétségbeesést tükrözi. Így hamarosan megszületett az erőltetett úszás teszt, melynek eredeti verziójában egy patkányt helyeznek egy kb. 22 °C-os vízzel telt hengerbe 15 percre, majd egy nappal később újra a hengerbe kerül az állat és megfigyelik mennyi időt tölt mozdulatlanul, ami a kétségbeesésének mértéke. Ekkoriban már számos antidepresszáns gyógyszer volt használatban, illetve az is ismert volt, hogy az elektrokonvulzív terápia és a REM-alvás megvonása enyhíti a depresszió tüneteit. A kutatók ezekkel a módszerekkel kezelték a patkányokat, amik aztán az erőltetett úszás teszten jelentősen kevesebb időt töltöttek mozdulatlanul, jóval kitartóbban küzdöttek.. Mindez arra utalt, hogy a depresszió tüneteinek kezelésében hatásos eljárások az erőltetett úszási teszten is kimutatható hatással bírnak, így az eljárás felhasználható lehet új, potenciális kezelési módszerek korai tesztelésére.

A teszt alkalmazásának gyakorisága a következő évtizedekben elképesztően megnőtt, a nyolcvanas években kb. havi egy publikáció született az erőltett úszás teszttel, míg 2015-re nagyjából az év mindennapjára jutott egy újabb ilyen vizsgálat. Ez a sok kísérlet számos újabb antidepresszáns felfedezését eredményezte és néhány érdekes tényre is fényt derített, például, hogy a különböző neurokémiai rendszerekre ható antidepresszánsok különböző módokon befolyásolják az állatok viselkedését a teszt során (a szerotonerg rendszerre ható szerek elsősorban az úszás időtartamát, míg a noradrenerg rendszerre hatók a mászásét fokozzák).

fst.png
Az erőltetett úszás teszten a kísérleti állatok vagy úsznak, vagy másznak, vagy mozdulatlanul lebegnek a vízben (Forrás: Hamman és mtsai., 2015).

A teszt bukása?

A sok vizsgálat azonban azt is alátámasztotta, hogy a mozdulatlansággal töltött idő hosszát olyan szerek is lecsökkentik, amik a depresszió tüneteit nem enyhítik (pl. stimulánsok). Az is felmerült, hogy a teszt valójában egy adaptív választ mér, ami az emlékezeti konszolidáció függvénye. Ez azt jelenti, hogy a kísérleti állat részéről előnyös a menekülési próbálkozások felfüggesztése, mivel a helyzetből nem tud egymaga kikecmeregni, úgy jár a legjobban, ha spórol az energiájával és megvárja míg a kísérletvezető kiveszi az edényből. Ezt elvileg az első próba során tanulhatja meg és a visszahelyezés során mozdulatlanul töltött idő így nem a kétségbeesés mértékét, hanem az előző napi élmény megszilárdulásának, konszolidációjának hatékonyságát tükrözi. Erre utal például az az eredmény is, mely szerint a fehérjeszintézist gátló szerek az erőltetett úszási teszten lecsökkentik a mozdulatlanul töltött időt, épp úgy, mint az antidepresszánsok. A fehérjeszintézis gátlása más emlékezeti teszteken is rontja a teljesítményt (pl. Morris-féle vízi labirintus), mivel a hosszú távú emlékek megszilárdulásához elengedhetetlen bizonyos fehérjék létrehozása a megfelelő idegsejtekben.

Ezek a problémás eredmények mára odáig vezettek, hogy néhány nagyobb amerikai gyógyszercég teljes egészében felhagyott a teszt használatával. A hírt több állatvédelmi szervezet is nagy győzelemként élte meg és egy amerikai pszichiátriai kutatóintézetet ezen felbuzdulva igyekeztek rávenni a módszer elhagyására. Az egyik szóvivő azt is felvetette, hogy az őssejtekből növesztett idegsejttenyészetek, az ún. mini-agyak éppúgy használhatóak lennének a szerek tesztelésére, így voltaképpen a modern biotechnológia az értelmetlen kegyetlenkedés szintjére taszította az erőltetett úszási tesztet.

Ez a felvetés több okból is abszurd. Egyrészt az említett vizsgálatok középpontjában a viselkedés és az agyműködés kapcsolata áll, tehát elképzelhetetlen, hogy a kísérleti állatokat a közeljövőben úgy lehetne szövettenyészetekre cserélni, hogy közben az eredeti kutatási kérdésekre remélünk választ. Ezenfelül azt is hangsúlyozni kell, hogy a sejttenyészetek összetettsége egyelőre jelentősen elmarad a normális szervekétől és ez kiemelten igaz az idegrendszerre. A mini-agyak létrehozása valóban fontos fejlemény a neurobiológiában, de ezek inkább a sejtszintű vagy molekuláris folyamatok vizsgálatára használhatók fel, ráadásul még az ilyen kísérletek eredményeinek értelmezésekor sem szabad szem elől téveszteni a tényt, hogy a petricsészékben növesztett sejthalmazban nem feltétlenül ugyanúgy zajlanak a vizsgált folyamatok, mint egy valódi idegrendszerben.

minibrain.jpg
A mini-agyak egyelőre meg sem közelítik az igaziak összetettségét (Forrás: straitstimes.com).

Hogyan tovább?

Attól függetlenül, hogy a tesztnek megvannak a maga problémái, hasznossága nehezen vonható kétségbe. Például a ketamin korai tesztelésénél is meghatározó szerepe volt: a ketaminról a közelmúltban derült ki, hogy rendkívül hatékonyan képes enyhíteni a depresszió tüneteit, és az új gyógyszerek vizsgálata során bevett szokás szerint először állatkísérletekkel, köztük az erőltetett úszás teszttel, erősítették meg az anyag hatását. Az erőltetett úszás teszten a ketaminnal kezelt kísérleti állatok kevesebb időt töltöttek mozdulatlanul, így a szer továbbhaladhatott a klinikai tesztelési stádiumba, és manapság már a depresszióval küzdők számára is elérhető az Egyesült Államokban.

Noha jogosnak tűnnek az eljárással kapcsolatos aggályok, egyelőre nem biztos, hogy a legjobb döntés felhagyni a teszt használatával: az azonos körülmények között elvégzett mérések általában hasonló eredményeket hoznak, vagyis a teszt megbízható, emellett olcsón és gyorsan elvégezhető, illetve más viselkedéses tesztekkel párosítva meggyőzőbb lehet a depresszió vizsgálatában is. Mindazonáltal a kutatók természetesen nyitottak az alternatívákra, de a mini-agyakból aligha lesz megfelelő kísérleti alany ezekhez a kutatásokhoz.

Ez a cikk az Élet és Tudomány 2019/38. számában jelent meg.

Források:

https://www.nature.com/articles/d41586-019-02133-2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15609067

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26386543